Что такое высокая упорядоченность биология

Упорядоченность и сложность живых систем

Химический состав

Обмен веществ и саморегуляция

Это ещё одни специфические свойства живой материи. Обмен веществ, если выражаться простым языком, представляет собой набор химических реакций, которые возникают в организме для поддержания его жизни. А саморегуляция – это способность сохранять свою стабильность на том или ином уровне, отличающемся постоянством. И человек наиболее ярко проявляет её. Поскольку в случае с личностью саморегуляция осуществляется не только на биологическом уровне, но ещё на социологическом и психологическом. И это всё естественно. Человек способен управлять своим психическим состоянием, воздействовать на себя при помощи слов и мысленных образов. Отдельно имеет место быть эмоциональная саморегуляция. Это способность человека реагировать на произошедшее так, как принято в социуме, сохраняя некую «гибкость». То есть он может допустить проявление спонтанных эмоций, но также у него получается скрывать их. Это уже нечто высшее, что является контролем собственных чувств. Теоретический пример. Человеку, когда он ехал в автобусе домой, пришло СМС о том, что он выиграл в лотерею миллион рублей. Если он сохранил нейтральность и, только придя в квартиру, начал прыгать от радости и восторженно благодарить судьбу, можно говорить о том, что он владеет эмоциональной саморегуляцией.

Развитие и рост

Жизнь

Определения

Упорядоченность и сложность живых систем

Жизнь качественно превосходит другие формы существования материи в отношении многообразия и сложности химических компонентов и динамики протекающих в живом превращений. Живые системы характеризуются гораздо более высоким уровнем структурной и функциональной упорядоченности в пространстве и во времени. Живые системы обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией, являясь, таким образом, открытыми системами. При этом, в отличие от неживых систем, в них не происходит выравнивания энергетических разностей и перестройки структур в сторону более вероятных форм, а непрерывно происходит работа «против равновесия». На этом основаны ошибочные утверждения, что живые системы якобы не подчиняются второму закону термодинамики. Однако снижение энтропии в живых системах возможно только за счёт повышения энтропии в окружающей среде (негэнтропия), так что в целом процесс повышения энтропии продолжается, что вполне согласуется с требованиями второго закона термодинамики.

Возникновение жизни

В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:

· Гипотеза сотворения (см. Креационизм)

· Гипотеза стационарного состояния жизни

· Гипотеза биохимической эволюции

Гипотезы самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований их опровергают.

Источник

Что такое высокая упорядоченность биология

Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

По каким принципам организованы биологические системы?

1) закрытость системы

2) высокая энтропия системы

3) низкая упорядочность

4) иерархичность – соподчинение элементов и частей

5) оптимальность конструкции

Одним из принципов организации любой биологической системы является её открытость для веществ, энергии и информации. Раздражимость — это специфические избирательные ответные реакции организмов на изменения окружающей среды. Всякое изменение окружающих организм условий представляет собой по отношению к нему раздражение, а его ответная реакция является проявлением раздражимости. Отвечая на воздействия факторов среды, организмы взаимодействуют с ней и приспосабливаются к ней, что помогает им выжить.

Реакции многоклеточных животных на раздражители, осуществляемые и контролируемые центральной нервной системой, называются рефлексами. Организмы, не имеющие нервной системы, лишены рефлексов, и их реакции выражаются в изменении характера движения (таксисы) или роста (тропизмы).

Представляя собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, биологические системы обладают свойствами целостности (несводимость свойств системы к сумме свойств её элементов), относительной устойчивости, а также способностью к адаптации по отношению к внешней среде, развитию, самовоспроизведению и эволюции.

Любая биологическая система является динамической — в ней постоянно протекает множество процессов, часто сильно различающихся во времени. В то же время биологические системы — открытые системы, условием существования которых служит обмен энергией, веществом и информацией как между частями системы (или подсистемами), так и с окружающей средой.

А что такое энтропия?

Энтропия это свойство состояния изолированной (или принимаемой за таковую) физической системы, характеризуемое количеством самопроизвольного изменения, на которое она способна.

Живой организм с точки зрения протекающих в нем физико-химических процессов можно рассматривать как сложную открытую систему, находящуюся в неравновесном, нестационарном состоянии. Для живых организмов характерна сбалансированность процессов обмена, ведущих к уменьшению энтропии. Конечно, с помощью энтропии нельзя охарактеризовать жизнедеятельность в целом, так как жизнь не сводится к простой совокупности физико-химических процессов. Ей свойственны другие сложные процессы саморегуляции.

Источник

Презентация к уроку «Биологические системы»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Биологические системы – это объекты различной сложности, имеющие несколько уровней структурно-функциональной организации и представляющие собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.

Система – это совокупность компонентов, находящихся во взаимодействии и образующих единое целое.

К данной категории относят: органические макромолекулы; органеллы субклеточного типа; клеточные структуры; органы; организмы; популяции. виды биоценозы экосистемы биосфера

Наименьшей биологической системой, присутствующей во всем живом является органическая (биологическая) макромолекула: ДНК; Белок; Углевод; АТФ.

В роли наибольшей биологической системы выступает популяция, совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории (занимающих определённый ареал) и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп.

Принципы организации биологических систем Открытость – биологические системы открыты для поступления в них веществ, энергии и информации. Высокая упорядоченность – согласованность между образующими систему компонентами; эффективное использование поступающей энергии. Оптимальность конструкции – наиболее удачные сочетания элементов и частей; биологические системы включают наиболее легкие химические элементы; экономия строительного материала, минимизация живого вещества. Управляемость – переход из одного состояния в другое. Иерархичность – взаимная соподчиненность элементов и частей.

Существенными чертами живых организмов, отличающими их от объектов неживой природы, являются уровневая организация и эволюция.

2. Особенности химического состава Живые тела состоят из тех же химических элементов, которые преобладают в неживой природе. Тем не менее, по соотношению данных элементов неживые и живые тела сильно различаются. Так, основными химическими элементами живых клеток являются атомы: водорода, углерода, азота и кислорода. Преобладающими элементами неживых тел служат: кислород, алюминий, магний, железо, кремний.

3. Обмен веществ и превращение энергии. Обменом веществ (метаболизмом) именуют протекающие в живых системах реакции синтеза и распада при поглощении из окружающего пространства элементов питания и выделении соотвестввующих продуктов жизнедеятельности. Неживая природа способна к обмену веществами, путем смены их агрегатного состояния либо переноса с одного участка на другой (смывание грунта, замерзание воды). Происходящие в живых телах обменные реакции, протекают в виде круговорота, когда сложные соединения распадаются до простых и выделяется энергия. Благодаря непрерывности обмена веществ обеспечивается относительное постоянство химического состава в организмах. Превращение энергии заключается в ее потреблении зелеными растениями (автотрофами) и аккумулировании в макроэргических связях. В таком виде ее поглощают гетеротрофные организмы (животные, грибы), где в результате химических превращений происходит ее высвобождение. Таким образом, собранная автотрофами солнечная энергия способна поступать в гетеротрофные тела при поедании животными растений.

4. Гомеостаз Гомеостазом (саморегуляцией) называют свойство живого заключающееся в поддержании постоянства своего химического состава и интенсивности физиологических процессов. При этом главенствующая роль отводится эндокринной и нервной системам.

5. Раздражимость Раздражимостью именуют специфического типа избирательные ответы живых тел на происходящие в окружающем пространстве изменения. При изменении окружающих условий живой организм начинает ощущать некий дискомфорт (раздражение), а возникающую при этом его ответную реакцию называют раздражимостью. К примеру. Если дождевого червя уколоть иглой, он сожмется, демонстрируя тем самым ответ на воздействие факторов среды. Благодаря раздражимости живые тела могут приспосабливаться к окружающим условиям, даже при их изменении. Это помогает им выживать.

6. Движение Живым организмам свойственны разные формации движения. У животных они неограниченны, а у растений – ограниченны. Даже находящиеся внутри клетки органеллы способны перемещаться из-за движения окружающей их цитоплазмы.

7. Рост и развитие Ростом организмов именуют увеличение в них количества клеток. Так, растения имеют неограниченный рост. А животные растут до определенного периода жизни. Развитием называют процесс необратимого, направленного и закономерного изменения живых объектов. Итогом развития является возникновение нового качественного состояния живого организма. Различают следующие формы развития: филогенез; онтогенез. Под филогенезом понимают процесс исторического развития живых организмов, происходящий на планете. Синонимом данного понятия является «эволюция». Онтогенезом именуют индивидуальное развитие живых организмов.

9. Эволюция Эволюцией именуют процесс усложнения живого, происходящий длительное время на Земле под воздействием меняющихся условий окружающей среды. При этом появлялись новые виды с новыми свойствами, помогающими им выжить в меняющимся мире. Закрепление положительных качеств шло на генетическом уровне, поэтому они могли передаваться по наследству. Виды, не способные приспособиться к меняющимся условиям, погибали, не внося в общий генофонд (совокупность всех генов) свои наследственные комбинации. Движущей силой эволюции является происходящий в живой природе естественный отбор.

8. Воспроизведение Благодаря воспроизведению (самовоспроизведению либо репродукции) на Земле не прекращается жизнь. Самовоспроизведение (размножение) свойственно всем биологическим системам. Ограниченное во временных рамках существование биологических систем поддерживается самовоспроизведением. Основу размножения составляют процессы синтеза новых структур с молекулами, похожими на своих создателей (родителей). За передачу наследственной информации отвечают гены (участки ДНК с белками). Различают половое и бесполое размножение. Первое протекает с участием половых клеток (гамет), а второе – без гамет. В результате бесполого размножения создаются идентичные родителям дочерние организмы, а после полового – получаются новые комбинации генов, сочетающие признаки обоих родителей.

Повторение понятий по теме: «Биология как наука. Методы научного познания». 10 класс

Источник

Упорядоченность. Хаос. Возрастание энтропии

Федеральная таможенная служба

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Российская таможенная академия»

на тему «Упорядоченность. Хаос. Возрастание энтропии»

121 группы: Ильин Д.,

4. Возрастание энтропии……………………………………………… 7

Возрастание энтропии является характерным признаком естественных процессов и соответствует запасанию энергии при все более низких температурах. Аналогично можно сказать, что естественное направление процессов изменения характеризуется понижением качества энергии.

Понятие развития неживой и живой природы рассматривается как необратимое направленное изменение структуры объектов природы, поскольку структура отражает уровень организации материи.

Структура есть упорядоченность (композиций) элементов, сохраняющаяся (инвариантная) относительно определенных изменений (преобразований).

Этимология понятия «хаос».

Хаос (греч. cháos, от cháino — разверзаюсь, изрыгаю), в древнегреческой мифологии беспредельная изначальная масса, из которой образовалось впоследствии всё существующее. В переносном смысле — беспорядок, неразбериха.

Хаосом интересуются физики, химики, биологи, математики, инженеры и др. Эти исследователи специализируются по системам, проявляющим турбулентность, трудно описываемым и носящим случайный характер, т. е. имеют дело с беспорядком. Однако здесь не обошлось без скептиков. Некоторые математики говорят, что теоретические методы изучения хаоса не являются строгими, основаны на ненадежных моделях и угрожают традиционным способам проверки решений. Тем не менее теория хаоса завоевала последователей и имеет своих защитников в каждом крупном университете или исследовательском центре. Эта теория предлагает подход к изучению систем, которые не поддаются описанию традиционными методами. Для многих ученых теория хаоса является еще одним способом решения очень трудных задач, которое требует свежих идей.

Закон истинности в хаосе:

«Любое хаотические (броуновское) движение приводит к образованию осмысленных пар. Пары стремятся к склеиванию. Или, с течением процесса, в нем появляется осмысленность и порядок. Хаос далеко (мириады и димиады световых лет), но мы знаем его закон. Значит мы оттуда, или были в нем».

В этих словах и заключается смысл важнейшей проблемы –Проблемы Выбора.

Знаменитое второе начало (закон) термодинамики в формулировке немецкого физика Р. Клаузиуса звучит так: «Теплота не переходит самопроизвольно от холодного тела к более горячему». Закон сохранения и превращения энергии (первое начало термодинамики), в принципе, не запрещает такого перехода, лишь бы количество энергии сохранялось в прежнем объеме.

Но в реальности это никогда не происходит. Данную односторонность, однонаправленность перераспределения энергии в замкнутых системах и подчеркивает второе начало термодинамики. Для отражения этого процесса в термодинамику было введено новое понятие «энтропия». Под энтропией стали понижать меру беспорядка системы. Более точная формулировка второго начала термодинамики приняла такой вид: при самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает. Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что состоящая из некоторого множества частиц изолированная (с постоянной энергией) система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Это и есть наиболее простое состояние системы, или термодинамическое равновесие, при котором движение частиц хаотично. Максимальная энтропия означает полное термодинамическое равновесие, что эквивалентно хаосу.

Однако, исходя из теории изменений Пригожина, энтропия не просто безостановочное соскальзывание системы к состоянию, лишенному какой бы то ни было организации. При определенных условиях энтропия

становится прародительницей порядка.

*Макроскопическое состояние той или иной термодинамической системы, состоящей из конечного множества элементов (атомов, молекул), традиционно характеризуется с помощью энтропии Больцмана (Е), статистически выражающей второе начало термодинамики и имеющей вид:

где: – постоянная Больцмана, а W – термодинамическая вероятность, представляющая собой число возможных микросостояний системы, посредством которых может быть реализовано данное макросостояние.

Закон возрастания энтропии применим лишь к достаточно большому собранию частиц, а для отдельных молекул его просто невозможно сформулировать.

Вопросы связанные с энтропией в сложных системах и закон возрастания энтропии, дают возможность объективно воспринимать протекающие в природе процессы и определять возможности вмешательства в эти процессы.

Закон возрастания энтропии является частью второго начала термодинамики, которым обычно называется полученное опытным путем утверждение о невозможности построения вечного двигателя второго рода.

1. Ф.Ю. Зигель. Неисчерпаемость бесконечности. Москва, «Наука», 1984

2. П.Эткинс. Порядок и беспорядок в природе. Перевод с английского Ю.Г. Рудого. Москва, «Мир», 1987

3. Д.Лейзер. Создавая картину Вселенной. Перевод с английского С.А. Ламзина. Москва, «Мир», 1988

Источник

Определенный состав и упорядоченность

Вопрос

Биология (от греч. «биос» — жизнь и «логос» — учеиис) — наука о жизни во всех ее проявлениях.

Дать строгое определение понятию «жизнь» ученые сегодня еще затрудняются, однако перечислить и описать основные ее признаки, те особенности, которыми обладают живые организмы, и которые в совокупности позволяют отделить их от неживой природы, можно. Известно, что живые организмы получают энергию из окружающей среды, то есть питаются, дышат, используя полученные вещества для поддержания своей чрезвычайно высокой упорядоченности; они активно реагируют на раздражения, содержат всю информацию, необходимую им для роста, развития, выживания и размножения, а также приспособлены к той среде, в которой обитают.

Предметом изучения биологии являются все проявления жизни: строение и функции живых существ и их природных сообществ, распространение, происхождение и развитие, связи друг с другом и неживой природой.

Задачи биологии — изучение закономерностей этих проявлений, раскрытие сущности жизни, систематизация живых существ.

Задачи общей билогии: а) управление живой природой, б) изучение биоцинозов, в)изучение структуры и функции клетки, г) изучение механизма саморегуляции, д) изучение основных жизненых явления на уровне молекул (обмен в-в, наследственная изменчивость, раздражимость), е) изучение вопросов наследственности и изменчи-вости. Таким образом задача общей биологии состоит в познании общих закономерностей развития живой природы. Раскрытия сущности жизни и изучение форм жизни. Методы исследо-вания: а) метод наблюдения даёт возможность анализировать и описывать биологические явления.
На методе наблюдения основывается осно-вывается описательный метод. Для того чтобы выяснить сущность явления, необходимо прежде всего собрать и описать фактический материал. б) исторический метод – выясняет закономерности появления и развития организма, становление их структуры и функций. в) экспериментальный метод связан с целенаправленным созданием системы, помогает исследовать св-ва и явления живой природы. г) Метод моделирования – это изучение какого-либо явления через его модель. Значение биологии: а) играет роль в формирова-нии мировозрения и понимания коренных филосовско-методологических проблем. б) играет практическую роль (борьба с вредителями, решение пищевой проблемы в) применяется в медицине г) в охране окр. среды.

Вопрос

Жизнь — это особая, высшая по сравнению с физической и химической, форма движения материи, которая возникла на определенном этапе ее исторического развития и представлена на нашей планете большим количеством индивидуальных систем.

«Жизнь, — по определению Ф. Энгельса, — есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел». Таким образом, Ф. Энгельс охарактеризовал «белковые тела» как материальный субстрат жизни, а обмен веществ — как основной фактор его существования.

Понятие о белковых телах близко к современным представлениям о протопласте, состоящем из белков, нуклеиновых кислот, липидов, сложных углеводов и других органических веществ. Оно не совпадает с понятием о химически индивидуальных белках, которые можно выделить и изолировать из живых организмов. Всюду, где возникала жизнь, были найдены белки. Они составляют структурную основу протопласта клетки, биокатализаторов (ферментов), запасных веществ, играют решающую роль во всех жизненных процессах и выполняют самые разнообразные функции. Протопласту как полимолекулярной системе свойственны форма движения, характерная для жизни, биологический обмен веществ, который представляет собой основу жизненных процессов, происходящих в растительных организмах, является совокупностью большого количества биохимических и биофизических реакций в клетках, связанных в единое целое.

Современное естествознание расширило и конкретизировало определение сущности жизни, данное Ф. Энгельсом. Было выяснено, что развитие любых организмов тесно связано не только с белками, но и с нуклеиновыми кислотами ДНК и РНК — носителями наследственной информации об организме. Основными молекулами живых систем (организмов) являются биополимеры: белки (полипептиды) и ДНК и РНК (полинуклеотиды), а основной признак жизни — самовоспроизведение, самообновление белковых тел, в основе которого лежит саморепликация, т. е. удвоение молекулы ДНК с передачей рождающейся клетке генетической информации. В соответствии с этим академик В. И. Гольданский дает следующее определение сущности жизни: жизнь есть форма существования биополимерных тел (систем), способных к саморепликации в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой.

Определенный состав и упорядоченность

2. Клеточное строение: Все живые организмы имеют клеточное строение, за исключением вирусов. Это единица строения всех живых организмов. На клеточном уровне осуществляется превращение веществ и энергии и передача информации.

4. Питание— процессы, включающие поступление в организм питательных веществ, их переваривание, всасывание и усвоение. В результате живые организмы получают химические соединения, которые необходимы для жизнедеятельности, роста и размножения. В процессе питания животные используют солнечную энергию, накопленную растениями.

7. Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение.

10. Приспособленность. Это соответствие между особенностями биосистем и свойствами среды, с которой они взаимодействуют. Приспособленность не может быть достигнута раз и навсегда, так как среда непрерывно меняется (в том числе благодаря воздействию биосистем и их эволюции). Поэтому все живые системы способны отвечать на изменения среды и вырабатывать приспособления ко многим из них Результатом способности живых систем вырабатывать приспособления является поражающее воображение совершенство и целесообразность живых организмов и жизни в целом. Долгосрочные приспособления биосистем осуществляются благодаря их эволюции. Краткосрочные приспособления клеток и организмов обеспечиваются благодаря их раздражимости.

15. Ритмичность. В биологии под ритмичностью понимают периодические изменения интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов с различными периодами колебаний (от нескольких секунд до года и столетия). Ритмичность направлена на согласование функций организма с окружающей средой, т. е. на приспособление к периодически меняющимся условиям существования.

16. Энергозависимость. Живые тела представляют собой «открытые» для поступления энергии системы. Под «открытыми» системами понимают динамические, т. е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним энергии и материи извне. Таким образом, живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступают энергия в виде пищи из окружающей среды.

Источник